Beberapa penelitian tentang penggabungan material graphene dengan biopolimer selulosa asetat telah dilakukan. Aboamera dkk. (2017) telah berhasil membuat nanofibers ultrafine cellulose acetate (CA) dikombinasikan dengan graphene oxide (GO) dengan metode electrospinning, yang dapat meningkatkan sifat mekanik nanofiber dengan kekuatan tarik dan modulus muda komposit CA-GO meningkat ( hingga 75%) dibandingkan dengan serat nano CA murni. Namun demikian, studi peningkatan penerapan nanofiber berbasis CA ini digabungkan dengan obat komersial seperti NA tidak dipelajari secara intensif. Juga, studi tentang aspek kinetika pelepasan obat dari nanofiber CA-GO belum dilaporkan. Dengan demikian, menjadi aspek penting untuk mempromosikan serat nano berbasis CA multifungsi dalam menghadapi terapi penyakit apa pun. Berdasarkan data di atas diketahui bahwa penambahan GO dapat meningkatkan sifat mekanik dan profil pelepasan obat. Pada penelitian ini akan dilakukan analisis mengenai peran CA-nanofiber yang digabungkan dengan GO serta penambahan obat naproxen. Beberapa karakterisasi dilakukan untuk membuktikan GO dan nanofiber yang diperoleh, serta analisis profil pelepasan obat berupa kinetika pelepasan naproxen menjadi aspek penting dari penelitian ini. Diharapkan penambahan bahan graphene dan naproxen pada nanofiber selulosa asetat dapat meningkatkan kemampuannya sebagai pembawa obat dalam aplikasi penghantaran obat.
Aplikasi yang dijanjikan di bidang klinis membuat evaluasi sitotoksik menjadi aspek menarik yang harus diperhatikan pada nanofiber. Data pada Gambar 1a dan b membuktikan bahwa CA dan GO tidak beracun dan juga mengungkapkan bahwa serat nano memiliki biokompatibilitas yang baik. Pada saat yang sama, keberadaan NA mendorong nanofiber untuk melakukan fitur toksik. Gambar 1a menginformasikan bahwa penambahan 25 g/mL NA membuat nanofiber menunjukkan penurunan viabilitas HeLa pada inkubasi 7 jam pertama (di bawah 40%). Selanjutnya, kami mencoba untuk mengevaluasi secara mendalam potensi toksisitas NA dengan dan tanpa GO melalui uji MTT dan mendapatkan fakta bahwa GO meningkatkan efek toksik pada nanofiber, bahkan konsentrasi NA dinaikkan menjadi 800 g/mL. Pernyataan ini dibuktikan dengan penentuan CC50, dimana CC50 dari CA-NA lebih tinggi dari CA-GO0.5-NA. Temuan ini juga menunjukkan bahwa GO bertindak pada pergantian NA dengan nanofiber CA dan memengaruhi pelepasannya dari nanofiber.
Aktivitas antibakteri lebih lanjut pada nanofiber yang diperoleh membuktikan bahwa penambahan NA meningkatkan sifat antibakteri terhadap Staph. aureus. Sebagai nanofiber yang dimasukkan obat, pelepasan NA dan mekanismenya adalah bagian penting untuk diselidiki. Oleh karena itu, kami mencocokkan rilis NA ke beberapa model kinetik. Dimulai dengan efek GO, rilis NA mengikuti model Korsmeyer-Peppas dengan cermat; nilai R2 adalah yang tertinggi dengan Chi-square (χ²) terendah untuk model ini. Model Korsmeyer-Peppas dalam penelitian ini menunjukkan bahwa pelepasan NA dipengaruhi oleh sistem polimer serat nano CA, di mana NA membutuhkan lebih banyak energi untuk mengatasi hambatan polimer selama proses pelepasan. Selain itu, dibandingkan tanpa GO atau konsentrasi GO yang lebih rendah, nanofiber (CA-GO1-NA) dengan kandungan tinggi dapat melepaskan NA relatif lebih cepat. Selanjutnya, nilai n pada semua model Korsmeyer-Peppas dari semua serat nano menunjukkan difusi Fickian (n <0,5); dan mengacu pada pelepasan NA karena efek konsentrasi. Secara rinci, tanpa GO, pelepasan NA pada CA-NA cenderung mengikuti model Higuchi (berdasarkan nilai R2 dan ². Tabel 3), di mana menghilangkan GO akan meminimalkan efek polimer, komponen distribusi dan relaksasi serat. Data ini juga menunjukkan bahwa penambahan GO mendorong rilis model Korsmeyer-Peppas. Pelepasan NA pada pH yang bervariasi juga mengikuti model Korsmeyer-Peppas dengan difusi Fickian . Pelepasan pH netral juga mendominasi dalam kondisi asam atau basa. Kami berasumsi bahwa data ini disebabkan oleh efek elektrostatik yang disajikan pada nanofiber NA dan CA-GO. CA dan GO akan melakukan tarikan yang lebih kuat yang menghambat difusi dan pelepasan NA pada kondisi asam atau basa. Oleh karena itu, kondisi netral menjadi kondisi yang menguntungkan untuk pelepasan yang lancar. Data ini menginformasikan kepada kami bahwa penambahan GO pada komposit nanofiber cenderung mengubah perilaku pelepasan dari model Higuchi ke Korsmeyer-Peppas. Model Korsmeyer-Peppas cocok untuk menggambarkan pelepasan obat pada bentuk sediaan polimer farmasi dan mematahkan batasan model lain dalam menggambarkan fenomena transpor dan pelepasan. Kinerja pelepasan nanofiber CA-NA yang cocok dengan Higuchi menunjukkan sistem melakukan model pelepasan obat standar. Namun, keberadaan GO membuat pelepasan NA menjadi lebih rumit dengan penambahan interaksi antar komponen nanofiber.
Nanofiber komposit berhasil disintesis melalui proses electrospinning dari larutan obat bius yang mengandung campuran CA, GO, dan NA. Dimulai dengan karakterisasi yang baik dari nanofiber dan komponennya, pengamatan lain seperti kekuatan mekanik, sitotoksisitas, dan analisis antibakteri saling mendukung untuk membuktikan potensi yang baik dari nanofiber yang diperoleh untuk diterapkan pada aplikasi bio serta fitur non-toksik dari nanofiber pada tidak adanya NA. GO bertindak sebagai komponen yang andal untuk meningkatkan kekuatan mekanik serat, mendorong untuk menghasilkan diameter serat yang lebih rendah serta menjaga NA tetap ada pada serat nano. Sebuah studi kinetika nanofiber CA membuktikan bahwa pelepasan NA di hadapan GO mengikuti model Korsmeyer-Peppas, sementara itu cocok dengan model kinetik Higuchi jika nanofiber tanpa GO. Nanofiber GO pada CA-GO-NA mempromosikan pelepasan NA yang lancar dengan kondisi pH netral. Penelitian ini dapat menjadi referensi yang baik untuk menyelidiki lebih lanjut pengendalian administrasi naproxen pada pengiriman sistemik inovatif yang muncul.
Penulis: M. Zakki Fahmi
Link Jurnal: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ra/d1ra09293f
